JP4313850B2 - 変速機の変速比シフト装置および変速機の変速比シフト方法 - Google Patents

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は、独立請求項の上位概念記載のＣＶＴ変速機のシフト装置およびシフト方法に関する。
【０００２】
連続可変変速機は一般にはＣＶＴと称されており、例えばヨーロッパ特許出願公開第０４５１８８７号明細書から公知である。このようなＣＶＴ変速機は低い機関回転数での走行を可能にする。変速比のシフトは一般的には液圧式で行われ、その際に必要な液圧は、車両の機関によって駆動される液圧ポンプにより送出される。しかし急激なきわめて強いブレーキングによっては、ＣＶＴ変速機の変速比が場合により車両の停止状態で相対的に低くなってしまうことがある。これは低い機関回転数でのポンプの搬送容量が、使用される短いブレーキ時間で変速機を発進時に必要な高い変速比へシフトするのに充分でないからである。車両が停止すると変速機をシフトすることはできないので、車両を停止させる前に発進用変速比が得られるようにしなければならない。
【０００３】
発進用変速比をブレーキ過程の終了時に調整するために、強い減速が検出される際にできる限り迅速に大きな変速比へ変速機をシフトすることができる。車両の機関とＣＶＴ変速機との間には一般にトルクコンバータが設けられており、このトルクコンバータはコンバータロックアップクラッチによってロックアップされているので、コンバータロックアップクラッチが開放されている間は機関回転数がアイドリング回転数へ低下される。遅くともその時点で液圧ポンプの搬送容量は変速機をシフトするのに充分でなくなるので、車両は発進用変速比よりも小さい変速比で停止する。
【０００４】
この問題を解決するための手段はブレーキングの間機関を高められたアイドリング回転数で駆動することである。ただしこれはきわめて制限された介入手段にすぎない。なぜなら車両の減速時にはどんな場合でも機械回転数の上昇による前進トルクを車輪に作用させてはならないからである。
【０００５】
本発明の課題は、本来のブレーキ過程を延長することなく発進用変速比をブレーキングの終了時に確実に達成することである。
【０００６】
この課題は独立請求項の特徴部分に記載の構成により解決される。
【０００７】
発明の利点
前述のように、本発明は車両の内燃機関と車両の駆動輪との間に配置された、変速比を無段で調整可能な変速機に関している。このようなＣＶＴ変速機はプライマリ側プーリおよびセカンダリ側プーリを有しており、そこでは少なくともプライマリ側の回転数を検出する第１のセンサ手段が設けられている。
【０００８】
本発明は、予め設定された量による車両の減速状態が検出される。この減速状態の検出に応じて車両の機関の出力回転数がプライマリ側で検出された回転数に対応するように制御される。この場合例えば、車両の機関の出力回転数を検出する別のセンサ手段が設けられており、車両機関の出力回転数はプライマリ側で検出された回転数に対応する制御の目的で調整される。
【０００９】
本発明は、ブレーキ過程中車両機関により、ブレーキングに対して反対に作用する前進出力が伝達されない程度の大きさの加速トルクは作用してもかまわないことに基づいている。この場合に、車両の機関と変速機との間にはコンバータロックアップクラッチを有するトルクコンバータが設けられている。減速状態が検出されたことに応じてコンバータロックアップクラッチは開放される。
【００１０】
液圧式のトルクコンバータは、出力回転数と入力回転数とが等しい場合、すなわちコンバータのスリップがゼロである場合、出力を伝達しない。したがって減速過程およびブレーキ過程の間コンバータの入力回転数すなわち機関の出力回転数は、この回転数がコンバータの出力回転数すなわち変速機の入力回転数に等しくなるように制御される。これにより伝送される出力はコンバータを介して値ゼロへ調整される。この時点で変速機が大きな変速比へ調整されると、車両の機関はアイドリング回転数を明らかに超過する回転数へ調整される。これにより全ブレーキ過程中、ポンプの搬送出力が変速機を迅速に大きな変速比へ調整するのに充分な大きさになることが保証される。さらに、車両の機関から正の加速力が車輪に作用しないことも保証される。
【００１１】
例えば、車両の出力回転数すなわちコンバータの入力回転数の調整は、プライマリ側の回転数が予め設定される閾値を上回らない場合に行われる。これにより機関が不必要に高く回転しない利点が得られる。
【００１２】
本発明の別の実施形態では、プライマリ側で検出された回転数に依存して車両機関の出力回転数を調整するが、これはプライマリ側の回転数が予め設定される閾値を下回らない場合にのみ行われる。変速機の入力回転数がアイドリング回転数よりも所定の値だけ大きい値へ低下する場合、本発明による調整または制御が行われる。
【００１３】
例えば車両の長手方向速度を表す減速度のパラメータが例えば検出された車輪回転数に依存して求められるように構成されている。ここで車両の減速状態は、検出された減速度のパラメータが予め設定される閾値を超過する場合に検出される。
【００１４】
特に有利には、プライマリ側で検出された回転数に依存する機関回転数の調整は、減速状態がもはや検出されない場合終了される。本発明による機関回転数の調整または制御は、車両の減速度が所定の値を下回る場合には遮断される。
【００１５】
前述のように、減速状態の間に変速機の変速比はより大きな減速比へシフトされる。
【００１６】
本発明によればきわめて強い減速が行われる場合でも低速（３０ｋｍ／ｈから６０ｋｍ／ｈ）から、ＣＶＴ変速機を有する車両が発進用変速比に近似する変速比で停止することが保証される。さらに機関は液圧ポンプの搬送容量を高めるために燃料を燃焼させることができ、その際に機関がブレーキ作用に対して反対に働く出力を車輪へ伝達するおそれがない。
【００１７】
本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【００１８】
図面
図１には連続可変変速機の概略図が示されている。図２にはフローチャートが示されている。
【００１９】
実施例
本発明を以下に実施例に即して詳細に説明する。
【００２０】
図１には、参照番号２で車両の無段の巻き付けベルト式変速機が示されており、この装置は内燃機関１の出力を車輪の駆動シャフト３へ伝達する。このような無段変速機は例えばトルクコンバータ４と、前進走行および後進走行への切換のためのクラッチ５とを有しており、これらは機関１と可変駆動機構６との間に配置されている。コンバータ４はコンバータロックアップクラッチ２３によりスリップのない駆動のためにロックアップされている。コンバータロックアップクラッチ２３の開放および閉成は、ここではコンバータロックアップクラッチ２３の信号Ｗｋ_on/offによる制御として概略的に示されている。
【００２１】
車両の機関１の作動フローは、機関制御装置２２により閉ループ制御または開制御される。機関１の出力回転数Ｎ_motはコンバータ４の入力回転数に相応しており、回転数センサ２５によって検出される。車両の長手方向速度Ｖｌはブロック２４で、一般的にはセンサで検出された車輪回転数に依存して求められる。所定の出力回転数Ｎ_motを調整するために、機関制御装置２２へ制御装置ユニット２０から信号ＭＯＴが伝送される。
【００２２】
可変駆動機構６は入力側（プライマリ側）のコーンプーリ７および出力側（セカンダリ側）のコーンプーリ８から成り、その際にチェーンまたはシーブベルト９により入力側コーンプーリ７および出力側コーンプーリ８の力が伝達される。それぞれのコーンプーリ部材は軸方向に固定され軸方向に可動のディスクを有する。軸方向に可動のディスクを入力側プーリ７および出力側プーリ８が同時に変動することにより、可変駆動機構６の変速比は高い発進用変速比から低いオーバドライブ変速比まで変化する。
【００２３】
出力側プーリはディファレンシャル１０を介して車輪の駆動シャフト３に連結されている。軸方向に可動のコーンプーリ７、８は液圧式に調整され、そのためのオイルチャンバ１１、１２を有している。
【００２４】
油圧を供給するために変速機は油圧ポンプ１３を有しており、このポンプは通常内燃機関１の回転数で作動される。別の実施形態ではベルト９の電圧は圧力制限弁１４を用いて調整され、ベルトは出力側のオイルチャンバ１２の圧力を調整する。変速機の変速比はプライマリ側の比例弁（プライマリ側弁１５）を用いて調整される。
【００２５】
このプライマリ側弁１５は位置Ａでオイルを入力側のオイルチャンバ１１から放出させ、圧力を低下させる。これにより変速比はローへ調整される。位置Ｃでオイルは入力側のオイルチャンバ１１へ流れ込み、これにより変速比はオーバドライブの方向に変化し、入力側のオイルチャンバ１１の圧力は上昇する。比例弁１５の位置Ｂではオイルチャンバ１１は閉鎖され、したがってオイルチャンバ１１のオイルはほとんど流入も流出もしない。比例弁１５は例えば直接に駆動するか、または予備制御弁により周知のように駆動することができる。
【００２６】
ここで説明される実施例ではマグネット１６の電流Ｉを調整することにより、バルブシフタに対する力が形成される。バルブシフタに設けられているばね１７により比例弁１５の所定の位置が生じる。これはマグネット１６を通る電流Ｉが比例弁１５の位置ひいてはバルブの開口部断面積を定めることを意味する。
【００２７】
さらに、プライマリ側の回転数Ｎ_pを検出するセンサ１８と、セカンダリ側の回転数Ｎ_sを検出するセンサ１９とが存在している。プライマリ側のセンサ信号Ｎ_pおよびセカンダリ側のセンサ信号Ｎ_sは制御装置２０へ供給され、この制御装置は比例弁１５のマグネット１６を流れる電流を調整する。さらに例えばドライバによって操作可能なアクセルペダルの位置αを検出するセンサ２１が接続されている。
【００２８】
図２には本発明の実施例のフローチャートが示されている。スタートのステップ２０１の後、ステップ２０２で車両の長手方向速度Ｖｌから車両の長手方向加速度ａｌが車両の長手方向速度の時間微分として求められる。車両の長手方向速度はこの場合図１のブロック２４で通常は車輪回転数に依存して求められる。
【００２９】
ステップ２０３で、求められた長手方向減速度と第１の閾値ＳＷ１例えば３．５m/sec.²とが比較される。車両の長手方向減速度がこの閾値ＳＷ１を下回る場合、ここでは充分な大きさの車両の減速が行われていないので直接に終了ステップ２１０へ移行する。しかし車両の長手方向減速度がこの閾値ＳＷ１を上回る場合、ステップ２０４でコンバータロックアップクラッチが信号Ｗｋ_offにより開放される。同時に変速機の変速比はバルブ１５の制御成分ΔＩにより可及的に迅速に大きな変速比へシフトされる。ステップ２０５では変速機の入力回転数すなわちプライマリ側の回転数Ｎ_pが閾値ＳＷ２例えば２５００ｒｐｍよりも小さいか否かが問い合わされる。小さい場合にはステップ２０６で機関の出力回転数Ｎ_motが変速機の入力回転数Ｎ_pへ調整される。これは直接に制御装置ユニット２０によって行われるか、または機関制御装置２２の相応の制御回路によって信号ＭＯＴにより行われる。
【００３０】
ステップ２０５で回転数が閾値ＳＷ２を上回ることが確認された場合には、直接にステップ２０７へ移行する。問い合わせステップ２０５により、機関回転数が上方の回転数閾値ＳＷ２を超過することが回避される。
【００３１】
ステップ２０７では変速機の入力回転数Ｎ_pと、第３の閾値ＳＷ３、すなわち機関のアイドリング回転数よりも大きな値例えば２００回転とが比較される。変速機の入力回転数が下方の回転数閾値ＳＷ３を上回る（ステップ２０７での問い合わせの結果が”否”である）場合、変速機の入力回転数は充分に機関のアイドリング回転数から隔たっており、これによりステップ２０８で新たに車両の長手方向の減速度ａｌが求められる。
【００３２】
ステップ２０７で、変速機の入力回転数が下方の閾値ＳＷ３を下回っていることが確認された場合、直接に終了ステップ２１０へ移行し、本発明の制御は遮断される。
【００３３】
変速機の入力回転数が機関のアイドリング回転数と充分に大きく隔たっている場合には、ステップ２０８で新たに車両の長手方向減速度ａｌが求められた後、ステップ２０９で実際の車両の長手方向減速度ａｌが第４の閾値例えば２ｍ／ｓｅｃ．²を下回っているか否かがチェックされる。車両の長手方向減速度が充分に大きく、ブレーキ過程が持続する（ステップ２０９での問い合わせの結果が”否”である）場合、ステップ２０５および２０６の制御により本発明の制御が保持される。この制御は、実際の車両の長手方向減速度が第４の閾値ＳＷ４を下回ることがステップ２０９で判別された場合に終了ステップ２１０へ移行して遮断される。この場合にはもはや充分な大きさのブレーキ過程が行われていない。
【００３４】
終了ステップ２１０の後、図２に示される動作が新たに開始される。
【００３５】
全体として本発明は、車両の機関と駆動輪との間に配置される変速機の変速比のシフトに関しており、プライマリ側すなわち入力側のコーンプーリからチェーンまたはシーブベルトにより駆動力をセカンダリ側すなわち出力側のコーンプーリへ伝達する。本発明によれば、予め設定された量の車両の減速状態を検出する手段が設けられている。このような減速状態が検出されたことに応じて、車両機関の出力回転数が、プライマリ側で検出された回転数に依存して閉ループ制御または開制御される。本発明によれば特に強い減速の際にも低速で（３０ｋｍ／ｈから６０ｋｍ／ｈ）、ＣＶＴ変速機を有する車両が発進用変速比に近い変速比で停止することが保証される。さらに機関で液圧ポンプの搬送容量を高めるために燃料を燃焼させることができ、その際にも車両の機関がブレーキ作用に対して反対に働く出力を車輪に伝達するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続可変変速機の概略図である。
【図２】本発明の方法のフローチャートである。

Claims (7)

1. 車両の機関（１）と駆動輪との間に配置されており、変速比が無段でシフト可能であり、プライマリ側（７）すなわち入力側のコーンプーリからチェーンまたはシーブベルトにより駆動力をセカンダリ側（８）すなわち出力側のコーンプーリへ伝達する変速機（２）に対して、
   プライマリ側（７）の回転数（Ｎ_p）を検出する少なくとも第１のセンサ手段（１８）が設けられており、
   予め設定される量の車両の減速状態を検出し、前記減速状態の検出に応じて車両の機関（１）の出力回転数（Ｎ_mot）を調整する手段（２０）が設けられている、
   変速機の変速比シフト装置において、
   車両の機関（１）の出力回転数（Ｎ_mot）を検出する第２のセンサ手段（２５）が設けられており、
   車両の機関（１）と変速機（２）との間にコンバータロックアップクラッチ（２３）を有するトルクコンバータ（４）が配置されており、
   前記手段（２０）は、減速状態の検出に応じてコンバータロックアップクラッチ（２３）を開放し、車両の機関（１）の出力回転数（Ｎ_mot）がプライマリ側（７）で検出された回転数（Ｎ_p）へ調整され、該回転数調整の間コンバータロックアップクラッチは開放されつづける
   ことを特徴とする変速機の変速比シフト装置。
2. 前記手段（２０）は、車両の機関（１）の出力回転数（Ｎ_mot）をプライマリ側（７）で検出された回転数（Ｎ_p）に対応させる制御を、プライマリ側で検出された回転数（Ｎ_p）が第２の予め設定される閾値（ＳＷ２）を上回らない場合に行う、請求項１記載の装置。
3. 前記手段（２０）は、車両の機関（１）の出力回転数（Ｎ_mot）をプライマリ側（７）で検出された回転数（Ｎ_p）に対応させる制御を、プライマリ側で検出された回転数（Ｎ_p）が第３の予め設定される閾値（ＳＷ３）を下回らない場合にのみ行う、請求項１記載の装置。
4. 前記手段（２０）は、車両の長手方向速度を表す減速度の量（ａｌ）を求め、求められた減速度の量（ａｌ）が第１の予め設定される閾値（ＳＷ１）を上回る場合を予め設定される量の車両の減速状態とする、請求項１記載の装置。
5. 前記手段（２０）は、車両の機関（１）の出力回転数（Ｎ_mot）をプライマリ側（７）で検出された回転数（Ｎ_p）に対応させる制御を、減速状態がもはや検出されない場合に終了する、請求項１記載の装置。
6. 前記手段（２０）は、減速状態を検出したことに応じて変速機の変速比をより大きな変速比へシフトする、請求項１記載の装置。
7. 車両の機関（１）と駆動輪との間に配置されており、変速比が無段でシフト可能であり、プライマリ側（７）すなわち入力側のコーンプーリからチェーンまたはシーブベルトにより駆動力をセカンダリ側（８）すなわち出力側のコーンプーリへ伝達する変速機（２）に対して、
   少なくとも第１のセンサ手段（１８）によりプライマリ側（７）の回転数（Ｎ_p）を検出し、
   機関（１）の出力回転数（Ｎ_mot）を調整する手段（２０）により予め設定される量の車両の減速状態を検出し、前記減速状態の検出に応じて車両の機関（１）の出力回転数（Ｎ_mot）を調整する、
   変速機の変速比シフト方法において、
   第２のセンサ手段（２５）により車両の機関（１）の出力回転数（Ｎ_mot）を検出し、
   車両の機関（１）と変速機（２）との間にコンバータロックアップクラッチ（２３）を有するトルクコンバータ（４）が配置されており、
   前記手段（２０）により、減速状態の検出に応じてコンバータロックアップクラッチ（２３）を開放し、車両の機関（１）の出力回転数（Ｎ_mot）をプライマリ側（７）で検出された回転数（Ｎ_p）へ調整し、該回転数調整の間コンバータロックアップクラッチを開放しつづける
   ことを特徴とする変速機の変速比シフト方法。

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